Rana upotreba antibiotika remeti razvoj imuniteta kod dojenčadi

Novo istraživanje istraživača s Medicinskog centra Sveučilišta u Rochesteru (URMC) otkrilo je da rana izloženost antibioticima može narušiti razvoj imunološkog sustava dojenčeta, a prirodni metabolit može biti ključan za poništavanje štete.

Studija objavljena u časopisu Cell otkrila je da izloženost antibioticima tijekom trudnoće i dojenačke dobi može trajno oslabiti sposobnost imunološkog sustava da se bori protiv respiratornih infekcija poput gripe. Analizirajući mišje modele i plućno tkivo ljudske dojenčadi, istraživači su otkrili da rana upotreba antibiotika remeti sposobnost crijevnog mikrobioma da proizvodi inozin, molekulu koja služi kao važan signal za razvoj imunoloških stanica.

Međutim, dodavanjem inozina miševima, znanstvenici su uspjeli ispraviti probleme imunološkog sustava uzrokovane antibioticima, otvarajući vrata potencijalnim terapijskim strategijama za jačanje imunološke memorije kod osjetljive dojenčadi.

„Zamislite inozin kao molekularni glasnik. Putuje iz crijeva do imunoloških stanica u razvoju, 'učeći' ih kako pravilno sazrijeti i pripremiti se za buduće infekcije“, objasnio je Hitesh Deshmukh, dr. med., doktor znanosti, glavni autor studije i voditelj neonatologije u Dječjoj bolnici Golisano (GCH) pri UR Medicine.

Projekt je bio dio dugoročne inicijative financirane od strane NIH R35, a cilj je bio proučiti kako izloženost u ranoj životnoj dobi oblikuje cjeloživotni rizik od bolesti, uključujući astmu i kronične bolesti pluća.

„Znamo da antibiotici mogu spasiti živote beba, ali oni također remete mikrobiom tijekom kritičnog razdoblja razvoja imunološkog sustava“, rekao je Deshmukh. „Naša studija pokazuje jedan od načina na koji ovaj poremećaj utječe na imunitet pluća i, što je još važnije, mogući način da se to ispravi.“

Poremećaj utječe na stvaranje memorijskih T stanica koje žive u tkivu, specijalizirane populacije imunoloških stanica koje žive u plućima i pružaju dugoročnu zaštitu od virusnih infekcija. Bez tih stanica, dojenčad može ostati osjetljiva na teške respiratorne bolesti i u odrasloj dobi.

„Otkrili smo da crijevni mikrobiom djeluje kao učitelj za imunološki sustav u razvoju“, objasnio je Deshmukh. „Kada antibiotici poremete ovaj prirodni obrazovni proces, to je kao da uklanjate ključna poglavlja iz udžbenika: imunološki sustav nikada ne nauči važne lekcije o borbi protiv respiratornih infekcija.“

Ključni nalazi studije:

Studija je usporedila mladunce miševa izložene uobičajenim antibioticima (ampicilin, gentamicin i vankomicin - isti lijekovi koji se često koriste kod trudnica i novorođenčadi) s miševima čiji je prirodni mikrobiom ostao netaknut.

Kod miševa izloženih antibioticima:

• Populacija zaštitnih CD8+ T stanica u plućima bila je značajno smanjena.

• Došlo je do oštećenja sposobnosti stvaranja memorijskih stanica koje žive u tkivu, specijaliziranih imunoloških stanica koje žive u plućima i pružaju brzu zaštitu od ponovne infekcije.

• Imuni nedostaci su se zadržali i u odrasloj dobi, što ukazuje na trajne promjene u razvoju imunološkog sustava.

Koristeći uzorke plućnog tkiva iz BRINDL Biobanke, koju financira NIH, tim je potvrdio da su slične imunološke nedostatke bile prisutne i kod dojenčadi izložene antibioticima. Ta dojenčad ne samo da je imala manje memorijskih stanica, već su također pokazivala obrasce ekspresije gena slične starijim odraslim osobama, što je također povezano s povećanim rizikom od respiratornih infekcija.

Najvažnije je da je dodavanje inozina miševima izloženim antibioticima značajno obnovilo njihovu sposobnost razvoja funkcionalnih memorijskih stanica i pokretanja učinkovitog imunološkog odgovora, otvarajući obećavajuće izglede za buduće terapije.

„To sugerira da možemo zaštititi dojenčad u riziku ciljanom suplementacijom“, rekao je Deshmukh. „Iako je potrebno mnogo više istraživanja prije nego što se ovaj pristup može primijeniti klinički, sada imamo put naprijed.“

Nalazi studije mogli bi utjecati na buduća istraživanja u razvoju intervencija - uključujući dodatke prehrani, terapiju metabolitima ili strategije podrške mikrobiomu - kako bi se novorođenčadi pomoglo u razvoju jačeg imunološkog pamćenja bez potrebe da se oslanjaju isključivo na antibiotike ili rizične probiotike.

Deshmukh je istaknula da je neonatologinja GCH-a, dr. med. Gloria Preihuber, odigrala ključnu ulogu u studiji. Njezina BRINDL biobanka uzoraka pluća dojenčadi prikupljenih tijekom 15 godina, koje podržava NIH, omogućila je timu da testira svoje nalaze na ljudskim stanicama.

„Ovaj rad ne bi bio moguć bez velikodušnosti i stručnosti dr. Prayhuber“, rekao je Deshmukh. „Mogućnost usporedbe rezultata miševa s ljudskim stanicama bila je apsolutno ključna. To je jedan od glavnih razloga zašto sam došao u Rochester (iz Dječje bolnice u Cincinnatiju) - surađivati s njom.“